In una cella elettrolitica, l'energia elettrica viene utilizzata per innescare una reazione chimica che non avverrebbe spontaneamente. Nella cella di Downs, ad esempio, l’energia elettrica viene utilizzata per elettrolizzare la criolite fusa, che produce alluminio metallico e ossigeno gassoso. Nella cella Nelson, l'energia elettrica viene utilizzata per elettrolizzare il cloruro di calcio fuso, che produce calcio metallico e cloro gassoso.
In una cella voltaica, una reazione chimica spontanea viene utilizzata per generare energia elettrica. Nella cella Daniel, ad esempio, la reazione spontanea della soluzione di zinco metallico e solfato di rame produce energia elettrica.
La differenza principale tra una cella elettrolitica e una cella voltaica è la direzione del flusso di elettroni. In una cella elettrolitica, gli elettroni fluiscono dall'elettrodo positivo (anodo) all'elettrodo negativo (catodo). In una cella voltaica, gli elettroni fluiscono dall'elettrodo negativo (anodo) all'elettrodo positivo (catodo).
